ההיסטוריה של תקשורת סיבים אופטית
השאר הודעה
מאז ימי קדם, הביקוש לתקשורת למרחקים ארוכים בקרב בני אדם מעולם לא פחת. עם חלוף הזמן, מביקון לטלגרף, ואז לשירות הרשמי של הכבל הקואקסיאלי הראשון בשנת 1940, גם המורכבות והדיוק של מערכות התקשורת הללו השתפרו ברציפות. עם זאת, לכל אחת משיטות התקשורת הללו יש גבולות. למרות שהשימוש באותות חשמליים להעברת מידע הוא מהיר, מרחק ההולכה ידרוש מספר גדול של משחזרים בגלל הנחתה קלה של אותות חשמליים; למרות שתקשורת במיקרוגל יכולה להשתמש באוויר כמדיום, היא מוגבלת גם על ידי תדר המוביל. רק באמצע -20 המאה, אנשים הבינו ששימוש באור להעברת מידע יכול להביא יתרונות משמעותיים רבים שלא היו קיימים בעבר.
עם זאת, באותה תקופה, לא היו מקורות אור קוהרנטיים במיוחד או מדיה מתאימה להעברת אותות אופטיים, כך שתקשורת אופטית תמיד הייתה מושג. רק בשנות השישים פתרה המצאת לייזר את הבעיה הראשונה. בשנות השבעים פיתחו עבודות זכוכית קורנינג סיבים אופטיים באיכות גבוהה ונמוכה, כדי לפתור את הבעיה השנייה. בשלב זה, הנחתה של האותות המועברים בסיבים אופטיים הייתה לראשונה נמוכה מסף 20 הדציבלים לקילומטר (20dB/קמ"ש) שהוצע על ידי אבי התקשורת הסיבים האופטיים, גאו קון, והוכיח את האפשרות של סיבים אופטיים כתקשורת תקשורתית. במקביל, הומצאו גם לייזרי מוליכים למחצה המשתמשת בגליום ארסניד (GAAS) כחומר ונמצאו בשימוש נרחב במערכות תקשורת סיבים אופטיים בגלל היתרון בגודל הקטן שלהם. בשנת 1976 נולדה מערכת התקשורת הסיבים האופטית הראשונה במהירות של 44.7 Mbit/S בצינור תת -קרקעי באטלנטה, ארה"ב.
לאחר תקופת מחקר ופיתוח של חמש שנים, מערכת התקשורת המסחרית הראשונה של סיבים אופטיים הושקה בשנת 1980. זוהי מערכת התקשורת הסיבים האופטית הראשונה בהיסטוריה האנושית המשתמשת בלייזר גליום ארסניד עם אורך גל של 800 ננומטרים כמקור האור, עם קצב העברה של 45 מגה-בייט/שניות (ביטים לשנייה), ומחייב את המחקר כדי לשפר את האות של 10 קילומטר.
הדור השני של מערכות תקשורת סיבים אופטיים מסחריים פותח גם בתחילת שנות השמונים, תוך שימוש בלייזרים של INGAAS באורך גל של 1300 ננומטרים. למרות שמערכות התקשורת המוקדמות של סיבים אופטיים הושפעו מבעיות פיזור, המצאת סיבים יחידים בשנת 1981 התגברה על בעיה זו. עד 1987, שיעור ההעברה של מערכת תקשורת סיבים אופטיים מסחריים הגיע ל -1.7 ג'יגה -בייט/ש ', כמעט פי ארבעים יותר ממהירות מערכת התקשורת הסיבים האופטית הראשונה. הבעיה של כוח העברה סימולטני והנחת האות שופרה גם היא באופן משמעותי, מה שדרש משחזר כדי לשפר את האות במרווחים של 50 ק"מ. בסוף שנות השמונים, לידת EDFA הייתה אירוע אבן דרך בתולדות התקשורת האופטית. זה איפשר ממסר אופטי ישיר בתקשורת סיבים אופטיים, והפך את העברת ההעברה המהירה למרחקים ארוכים ומובילה ללידת DWDM.
מערכת התקשורת הסיבים האופטיים מהדור השלישי משתמשת בלייזרים באורך גל של 155 0 ננומטרס כמקור האור, והפחתת האות הצטמצמה עד ל 0. 2 דציבלים לקילומטר (0.2db/km). בעבר, מערכות תקשורת סיבים אופטיים המשתמשות בלייזרי גליום ארסניד אינדיום פוספייד נפגשו לעתים קרובות בבעיות התפשטות דופק, אך מדענים עיצבו סיבים מעולים שהועברו לפיזור כדי לפתור בעיות אלה. לסיבים אלה יש פיזור כמעט אפס בעת העברת 1550 גלי אור ננומטר, מכיוון שהם יכולים להגביל את ספקטרום הלייזר למצב אורכי יחיד. פריצות דרך טכנולוגיות אלה אפשרו את קצב ההולכה של מערכת התקשורת הסיבים האופטית מהדור השלישי להגיע ל -2.5 ג'יגה-בייט/ש ', והמרחק בין משחזר יכול להגיע עד 100 ק"מ.
מערכת התקשורת הסיבים האופטית של הדור הרביעי מציגה מגברים אופטיים להפחתת עוד יותר את הצורך בשחזרות. בנוסף, טכנולוגיית חלוקת אורך גל (WDM) מגדילה משמעותית את שיעורי ההעברה. פיתוח שתי הטכנולוגיות הללו הוביל לקפיצה משמעותית ביכולתן של מערכות תקשורת סיבים אופטיים, והכפלה כל חצי שנה. עד שנת 2001 היא הגיעה למהירות מדהימה של 10TB/s, שהיא פי 200 מזה של מערכות תקשורת סיב אופטית בשנות השמונים. בשנים האחרונות, שיעור ההולכה עלה עוד יותר ל -14 TB/שניות, ודורש רק משחזר אחד בכל 160 ק"מ.
המוקד של פיתוח מערכת התקשורת הסיבים האופטיים של הדור החמישי הוא להרחיב את טווח ההפעלה באורך הגל של מרבב חטיבת אורך הגל. טווח אורך הגל המסורתי, הידוע בכינויו 'פס C', הוא בערך 1530 ננומטר ל 1570 ננומטר, ואילו פס האובדן הנמוך של סיבים יבשים בלהקה החדשה משתרע על פני 1300 ננומטר ל 1650 ננומטר. טכנולוגיה מתפתחת נוספת היא הצגת הרעיון של סוליטונים אופטיים, המשתמשים בהשפעות הלא לינאריות של סיבים אופטיים כדי לאפשר לפולסים להתנגד לפיזור ולשמור על צורת הגל המקורית שלהם.
בין השנים 1990-2000, ענף התקשורת הסיבים האופטיים גדל משמעותית בגלל ההשפעה של קצף האינטרנט. בנוסף, כמה יישומי רשת מתעוררים, כמו וידאו לפי דרישה, הופכים את צמיחת רוחב הפס באינטרנט אפילו עולה על שיעור הגידול של הטרנזיסטורים בשבבי המעגל המשולבים הצפויים על פי חוק מור. החל מהתפרצות קצף האינטרנט לשנת 2006, תעשיית התקשורת הסיבים האופטית המשיכה את חייו באמצעות איחוד ארגונים והפחתת העלויות באמצעות מיקור חוץ.
